1、- 1 -5.7 生活中的圆周运动 作业1通过阅读课本，几个同学对生活中的圆周运动的认识进行交流。甲说：“洗衣机甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋转时会做离心运动。 ”乙说：“火车转弯时，若行驶速度超过规定速度，则内轨与车轮会发生挤压。 ”丙说：“汽车过凸形桥时要减速行驶，而过凹形桥时可以较大速度行驶。 ”丁说， “我在游乐园里玩的吊椅转得越快，就会离转轴越远，这也是利用了离心现象。 ”你认为正确的是( )A甲和乙 B乙和丙 C丙和丁 D甲和丁答案：D2公共汽车在到达路口转弯前，车内广播“乘客们请注意，前方车辆转弯，请拉好扶手” 。这样可以防止乘客( )A突然向前倾倒B突然向后倾倒C因汽车转弯
2、而向转弯的外侧倾倒D因汽车转弯而向转弯的内侧倾倒答案：C 解析：汽车转弯时乘客因做圆周运动而需要向心力，若合外力不足以提供乘客做圆周运动的向心力，乘客将做离心运动，向转弯的外侧倾倒，C 正确。3中央电视台今日说法栏目报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故。家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲撞进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案。经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示。交警根据图示作出以下判断，你认为正确的是( )A由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动B由图可知汽车在拐弯时发生侧翻
3、是因为车做向心运动C公路在设计上可能内(东北)高外(西南)低D公路在设计上可能外(西南)高内(东北)低答案：AC 解析：由题图可知发生事故时，卡车在做圆周运动，从图可以看出卡车冲入民宅时做离心运动，故选项 A 正确，选项 B 错误；如果外侧高，卡车所受重力和支持力提供向心力， 则卡车不会做离心运动，也不会发生事故，故选项 C 正确。4摆式列车是集电脑、自动控制等高新技术于一体的新型高速列车，当它转弯时，在电脑控制下，车厢会自动倾斜，产生转弯需要的向心力(如- 2 -图)；行走在直线上时，车厢又恢复原状。靠摆式车体的先进性无需对线路等设施进行较大的改造，就可以实现高速行车。假设有一摆式超高速列车
4、在水平面内行驶，以 216km/h 的速度拐弯，拐弯半径为 1.8km ，为了避免车厢内的物件、行李侧滑行和站着的乘客失去平衡而跌倒，在拐弯过程中车厢自动倾斜，车厢底部与水平面的倾角 的正切 tan 约为( )A0.10 B0.20 C1.00 D2.00答案：B解析：由 mgtan m ，可得 tan 0.20。v2r5.洗衣机的脱水桶采用带动衣物旋转的方式脱水,下列说法中错误的是( )A.脱水过程中,衣物是紧贴桶壁的B.水会从桶中甩出是因为水滴受到的向心力很大的缘故C.加快脱水桶转动的角速度,脱水效果会更好D.靠近中心的衣物的脱水效果不如周边的衣物的脱水效果好解析水滴依附衣物的附着力是一定
5、的,当水滴因做圆周运动所需 的向心力大于该附着力时,水滴被甩掉,B 项错误;脱水过程中,衣物做离心运动而甩向桶壁,A 项正确;角速度增大,水滴所需向心力增大,脱水效果更好,C 项正确;周边的衣物因圆周运动的半径 R 更大,在 一定时,所需向心力比中心的衣物大,脱水效果更好,D 项正确。答案 B6.雨天在野外骑车时,在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴,行驶时感觉很“沉重” 。如果将自行车后轮撑起,使后轮离开地面而悬空,然后用手匀速摇脚踏板,使后轮飞速转动,泥巴就会被甩下。如图所示,图中 a、 b、 c、 d 为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置,则( )A.泥巴在图中 a、 c 位置的向心加速度大于
6、 b、 d 位置的向心加速度B.泥巴在图中的 b、 d 位置时最容易被甩下C.泥巴在图中的 c 位置时最容易被甩下D.泥巴在图中的 a 位置时最容易被甩下解析当后轮匀速转动时,由 an=R 2知 a、 b、 c、 d 四个位置的向心加速度大小相等,A 错误。在角速度 相同的情况下,泥巴在 a 点有 Fa+mg=m 2R,在 b、 d 两点有 Fb=Fd=m 2R,在 c 点有 Fc-mg=m 2R。所以泥巴不脱离轮胎在 c 位置所需要的相互作用力最大,泥巴最容易被甩下,故选项 B、D 错误,选项 C 正确。答案 C7.关于离心运动,下列说法中正确的是( )A.物体突然受到离心力的作用,将做离心
7、运动B.做匀速圆周运动的物体,当提供向心力的合力突然变大时将做离心运动- 3 -C.做匀速圆周运动的物体,只要提供向心力的合力大小发生变化,就将做离心运动D.做匀速圆周运动的物体,当提供向心力的合力突然消失或变小时将做离心运动解析当物体所受到的提供向心力的合力小于所需要的向心力时,就会发生离心运动,并不是受到所谓“离心力”的作用所致。答案 D8在“神舟十号”飞船稳定飞行，航天员聂海胜向我们挥手示意时，在电视荧幕上能清晰地看到他手中放下的笔浮在空中。如果航天员要在飞船中做一些物理实验，下面的实验仪器可以正常使用的是_；不能正常使用的是_。密度计 水银气压计 物理天平 电流计 电子秤 摆钟 水银温
8、度计答案：；解析：飞船在绕地球飞行时，轨道舱中的一切物体都处于完全失重状态，凡是使用原理与重力有关的均不能使用。如仪器；而仪器的工作原理和重力无关，故可以正常使用。9.在美国阿肯色州一家游乐园附近发生电力故障，导致正在运行的过山车停住(如图)，12 名乘客都在轨道顶端，脑袋朝下挂在空中，当地消防部门架起云梯，花费了半个小时，才解救出被困的游客。但坐过过山车的人知道，在运行到轨道最高点时并没有倒挂的感觉，并且觉得牢牢地坐在座位上。若过山车的轨道半径 R20m。人在最高点若没有倒挂感觉，过山车速度至少为多少？答案：14m/s解析：乘客运动到轨道的最高点时，不感觉倒挂的条件是重力充当向心力，保险带不
9、起作用，因此满足mg ，即 v m/s14m/smv2R gR 9.820即过山车在轨道最高点的速度至少为 14m/s。10(在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是 108km/h。汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的 0.6 倍。(1)如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？(2)如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是多少？答案：(1)150m (2)90m- 4 -解析：(1)汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，其向心力由车与路面间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的半径最小，有Fm0.6 mg m ，由速度 v30m/s，得弯道半径 r150m。v2r(2)汽车过拱桥，看做在竖直平面内做匀速圆周运动，到达最高点时，根据向心力公式有： mg FN m ，为了保证安全，车对路面间的弹力 FN必须大于等v2R于零，有 mg m ，则 R90m。v2R
